[发明专利]即时定位与地图构建方法和设备

权利要求书

1.一种基于矢量的即时定位与地图构建方法，其用于未知环境中的3D建模与地图构建，包括如下步骤：

使一设置有陀螺仪的设备以一未知视角获取一帧点云数据；

将所获取的点云数据进行三角形网格化，以形成多个平面，获得与多个平面中的每一个对应的法向矢量，并合并接近的法向矢量以获得法向矢量列表；

获得已知环境地图的环境特征矢量表；

通过读取所述设备上的陀螺仪的相应参数，获得所述设备在该未知视角处的姿态，并根据该姿态获得旋转矩阵；

将旋转矩阵应用于法向矢量列表中的各法向矢量，从而获得旋转后的法向矢量表；

将旋转后的法向矢量列表与所述环境特征矢量表中的各矢量进行匹配；

将未能在环境特征矢量表中找到相匹配的特征矢量的法向矢量列表中的法向矢量添加到环境特征矢量表中以更新环境特征矢量表；

利用相互匹配的矢量，计算位移；以及

根据所述姿态和位移，完成当前帧与已知环境地图的合并。

2.根据权利要求1所述的方法，其中如果所述环境特征矢量表不存在，则通过使用该帧的法向矢量表来初始化环境特征矢量表。

3.根据权利要求1所述的方法，其中每一个法向矢量αⁱ由四个元素(αⁱ₀，αⁱ₁，αⁱ₂，αⁱ₃)构成，其中αⁱ₃表示坐标原点到与法向矢量αⁱ垂直的平面的距离，αⁱ₀、αⁱ₁、αⁱ₂分别表示x、y、z坐标的归一化元素。

4.根据权利要求1所述的方法，其中基于最小均方误差进行所述匹配。

5.根据权利要求1所述的方法，其中通过如下公式计算位移D’：

D′=-Σi=0N-1ωi·Di,]]>

其中，N表示交叉点的数量，ω_i是归一化的加权因子，D_i是第i个交叉点的位移，所述交叉点是指在所述法向矢量表中由法向矢量表示的互不平行且不轴旋转对称的三个平面的交点。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述设备为机器人、手机、笔记本电脑或平板电脑。